Structure du génome, chromatine et nucléosome Flashcards
Comment désigne-t-on le complexe formé d’ADN associé à ses protéines?
La chromatine
À quelles fonctions importantes l’empaquetage de l’ADN en chromosomes participe-t-il?
- Donne une forme compacte à l’ADN
- Protège de certaines altérations
- Peut être transmis de façon efficace aux 2 cellules filles quand la cellule se divise
- Confère une organisation générale particulière à chaque molécule d’ADN
Quelles sont les protéines qui constitue la majorité associée à l’ADN?
Les histones
Quels rôles peuvent-être associés aux protéines non-histones?
La réplication et la transcription
Quelle est la fonction principale des protéines de la chromatine?
La compaction de l’ADN
En quoi consiste la première compaction de l’ADN?
L’association des histones pour former des nucléosomes
Quels effets sur la longueur et l’accessibilité de l’ADN les nucléosomes ont-ils?
Ils réduisent jusqu’à 10 000 fois la longueur linéaire de l’ADN et limitent ainsi son accessibilité
À quoi sert le remaniement local de certains nucléosomes?
Permettre à des régions spécifiques de l’ADN d’interagir avec d’autres protéines
Par quelles molécules est effectué le remaniement local des nucléosomes?
Des enzymes
Comment peuvent être les chromosomes des cellules procaryotes?
- Plusieurs chromosomes linéaires
- Plusieurs chromosomes circulaires
- Les deux
Comment sont les chromosomes des cellules eucaryotes?
Plusieurs chromosomes linéaires
À quoi sert la topoisomérase dans les chromosomes circulaires?
À séparer les 2 molécules filles après la réplication
Dans quelle structure le jeu unique des chromosomes des cellules procaryotes est-il empaqueté?
Dans le nucléoïde
Qu’est-ce qu’un plasmide?
ADN circulaire indépendant présent en plusieurs copies/cellule procaryote
Quels gènes utiles les plasmides portent-ils?
Les gènes de résistance aux antibiotiques
Vrai ou faux.
Les plasmides sont essentiels à la prolifération de la bactérie
Faux
Qu’est-ce qu’une cellule polyploïde?
Cellule qui possède plus de 2 copies de chaque chromosomes
Qu’est-ce qu’un mégacaryocyte?
Cellule polyploïde spécialisée et géante de la moelle hématopoïétique responsable de la production des plaquettes sanguines
Quel est l’avantage pour les cellules mégacaryocytes de devenir polyploïdes?
Peuvent maintenir un très haut niveau d’activité métabolique nécessaire à la production massive de plaquettes.
Dans quel organite délimité par une membrane les chromosomes des cellules eucaryotes sont-ils contenus?
Le noyau
Qu’est-ce que la densité génique?
Moyenne du nombre de gènes par mégabase d’ADN génomique
Quelle relation existe-t-il entre la densité génique et la complexité de l’organisme?
Relation inverse: plus la densité est grande, moins l’organisme est complexe
Quels facteurs peuvent expliquer la faible densité génique chez les organismes eucaryotes?
- L’augmentation de la taille des gènes
- L’augmentation des régions intergéniques
Quel élément créé des régions codantes discontinues chez les eucaryotes?
Les introns
Comment sont éliminés les introns?
Sont éliminés de l’ARN après la transcription par épissage de l’ARN
Quelle proportion d’un gène est codant chez les eucaryptes?
Seulement 5%, le 95% restant est des introns
Qu’est-ce qu’une séquence intergénique?
Région qui ne code ni des gènes ni des ARN non-codants
Quels sont les 2 types de séquences intergéniques?
- Séquences répétées
- Séquences uniques
À quoi servent les séquences régulatrices?
Réguler l’expression des gènes
En quoi consiste les régions intergéniques uniques?
Fractions de gènes non fonctionnels (anciens gènes mutés, fragments de gènes ou pseudogènes)
Quelle enzyme virale le mécanisme d’action des pseudogènes fait-il intervenir?
La transcriptase inverse
Quels sont les deux rôles de la transcriptase inverse?
- Copier l’ARN en ADN double brin
- Copier des ARNm cellulaires en ADNc qui vont pouvoir s’intégrer au génome de l’hôte
Pourquoi les copies créées par la transcriptase inverse ne pourront pas être exprimées?
Parce qu’elles sont dépourvues de séquences régulatrices initiatrices de la transcription
Vrai ou faux.
50% du génome humain est composé de séquences d’ADN répétées
Vrai
En quelles classes peut-on diviser les séquences d’ADN répétées?
- ADN microsatellite
- ADN répétées dispersées
D’où provient l’ADN microsatellite?
De difficultés rencontrées par la polymérase lors de la duplication de l’ADN
D’où proviennent les séquences d’ADN répétées dispersées?
D’éléments transportables
Qu’est-ce qu’un élément transposable?
Séquence qui peut sauter d’un emplacement à un autre au sein du génome
Vrai ou faux.
La transposition est commune dans les cellules humaines.
Faux, elle est relativement rare
Quel serait le rôle dans l’évolution des éléments transposables?
Confèreraient un avantage sélectif à l’organisme qui le contient
Quels éléments importants dans l’ADN des chromosomes eucaryotes ne sont ni des gènes, ni des séquences régulatrices?
- Origines de réplication
- Centromères
- Télomères
En quoi consistent les origines de réplication?
Sites où la machinerie de réplication de l’ADN va s’assembler pour débuter la réplication
Combien y a-t-il d’origines de réplication chez les cellules eucaryotes et procaryotes?
- 1 site à tous les 30/40 kb chez les eucaryotes
- 1 seul site unique chez les procaryotes
Quelle est la fonction principale des centromères?
Sont nécessaires à la ségrégation correcte des chromosomes après la réplication de l’ADN
Les centromères guident la formation de quel complexe protéique?
Le kinétochore
Avec quelles structures le kinétochore intéragit-il?
Avec l’ADN du centromère et les microtubules
Quelles sont les 2 principales fonctions des microtubules?
- Permettre la séparation des 2 copies des chromosomes
- Permettre leur répartition dans 2 cellules filles
Qu’arrive-t-il en absence de centromères?
Les chromosomes répliqués se répartissent de manière aléatoire
Qu’arrive-t-il en présence de plusieurs centromères?
Cassures du chromosome
Où sont situés les télomères?
Aux 2 extrémités d’un chromosome linéaire
Les télomères occupent quelles 2 fonctions importantes?
- Site de recrutement de protéines qui vont reconnaître l’extrémité naturelle du chromosome et la distinguer des sites potentiels de cassure de l’ADN
- Permettent à la cellule de répliquer les extrémités des chromosomes
À l’aide de quelle ADN polymérase les télomères peuvent-ils permettre la réplication des extrémités?
La télomérase
La portion du télomère simple brin est riche en quoi?
Séquence TG (ex. chez l’homme: 5’-TTAGGG-3’)
Vrai ou faux.
La duplication et la ségrégation ont lieu simultanément.
Faux, ils se font en 2 phases temporelles bien distinctes
Quelle est la définition du cycle cellulaire?
Ensemble des événements nécessaires à un cycle de division cellulaire
Quelles sont les 4 phases du cycle cellulaire?
- G1
- S
- G2
- M
En quoi consiste la phase S du cycle cellulaire?
La duplication des chromosomes
Par quelle molécules les chromatides soeurs sont-elles associées?
La cohésine
Durant quelle phase les chromatides soeurs sont-elles reliées ensemble par la cohésine?
La mitose (phase M)
En quoi consiste le fuseau mitotique?
Les microtubules associées à un des 2 centres organisateurs de microtubules
Comment est appelé le centre organisateur de microtubules chez les 2 types de cellules?
- Procaryotes: corps organisateurs du fuseau mitotique
- Eucaryotes: centrosomes
Quels sont les 3 événements majeurs de la mitose?
- Assemblage du kinétochore au niveau de chaque centromère qui permet l’attachement des chromatides aux microtubules
- Cohésion entre les chromatides soeurs (qui résiste à la force d’attraction du fuseau mitotique) disparaît suite à la protéolyse de la cohésine
- Sans force de cohésion, les chromatides soeurs sont rapidement déplacées aux pôles opposés de la cellule
Quelles phases sont regroupées dans l’interphase?
G1, S, G2
Quels sont les 2 états principaux des chromosomes?
- Très compacte (au moment de la ségrégation), sont entièrement démêlés
- Moins compacte (durant l’interphase)
Qui est le meilleur amoureux
Michou
Quels processus permettent les protéines SMC?
- Cohésion
- Condensation des chromatides soeurs
De quoi est composé la cohésine?
- 2 protéines SMC
- 2 protéines non-SMC
Quel serait le rôle du complexe condensine?
Faciliter la condensation des chromosomes en reliant entre elles différentes régions éloignées du même chromosome
Qu’est-ce qu’un attachement bivalent?
Attachement qui exerce une tension sur les paires de chromatides en tirant les chromatides soeurs dans des directions opposées
Qu’est-ce qu’un attachement monovalent?
Résulte de la fixation d’une seule des 2 chromatides pi de la fixation des 2 aux microtubules liés au même centrosome (n’exerce aucune tension)
À quoi correspondent les phases G1 et G2?
Des phases de transition
Les phases G1 et G2 donnent le temps à la cellule d’assurer quels 2 contrôles?
- La préparation à l’étape suivante
- La vérification que l’étape précédente a été correctement accomplie
Quels sont les 2 états de la chromatine observés au microscope électronique?
- Fibres de 30 nm (très compacte)
- Fibres de 10 nm (moins compacte)
Qu’est-ce qu’un nucléosome?
Octamère de 8 histones et de l’ADN qui l’entoure
Comment est nommé l’ADN entre les nucléosome?
ADN internucléosomique
Comment est nommé l’ADN le plus fortement lié au nucléosome?
ADN du coeur
Vrai ou faux.
La longueur de l’ADN du coeur est variable dans les cellules eucaryotes.
Faux, elle est toujours de 147 pb. L’ADN internucléosomique est par contre variable (entre 20 à 60 pb)
Dans quoi sont impliqués les segments d’ADN non compactés en nucléosomes dans la cellule?
- Expression des gènes
- Réplication
- Recombinaison
Comment sont chargées les histones?
Positivement
Quels sont les 5 histones en abondance dans les cellules eucaryotes?
- H1
- H2A
- H2B
- H3
- H4
Quelle histone ne fait pas partie de l’octamère?
H1
À quoi se lie l’histone H1?
À l’ADN internucléosomique
Combien de copies de chaque histone sont présentes dans le coeur protéique du nucléosome?
2
Quelle est la proportion des histones dans la cellule?
- H2A, H2B, H3 et H4 sont présents en quantité égale
- H1 est 2x moins abondante
Quel est le nom de la région conservée et retrouvée dans toutes les histones de l’octamère?
Domaine globulaire des histones
Quelles modifications importantes ont lieu sur les extensions amino-terminales des histones de l’octamère?
- Phosphorylation
- Acétylation
- Méthylation
Comment est appelée la double axe de symétrie dans le nucléosome?
Axe de la dyade
Comment s’arrangent les histones dans le nucléosome (formation de quelles structures plus complexes)?
- H3 et H4 forment des dimères qui deviennent des tétramères
- H2A et H2B forment des dimères
Qu’est-ce qui permet les courbures et tensions de l’ADN ?
L’association du tétramère H3-H4 avec la partie centrale et les extrémités de l’ADN
Combien y a-t-il de points de contacts entre les histones et l’ADN du nucléosome?
14 (un à chaque fois que le petit sillon de l’ADN touche l’octamère d’histone)
Où émergent les 4 queues H2B et H3?
Entre les 2 sillons de l’ADN
Où émergent les 4 queues H2A et H4?
Au-dessous ou au-dessus des 2 hélices d’ADN
Chez les eucaryotes, à quoi servent les nucléosomes?
Stocker la superhélicité négative
Que favorise la superhélicité négative?
Le relâchement de l’ADN
Quelles sont les 2 différentes conformations chromatiniennes observées en microscopie?
- L’euchromatine
- L’hétérochromatine
Par quoi est caractérisée l’hétérochromatine?
Zone de faible expression des gènes
Par quoi est caractérisée l’euchromatine?
Niveau d’expression génique élevé
Quelle région, entre l’hétérochromatine et l’euchromatine est assemblée le plus simplement?
L’euchromatine
Où sont situés les sites de fixation de l’ADN?
- Dans l’ADN internucléosomique
- Au milieu des 147 pb associées au nucléosome
En résumé, quel est l’effet de la fixation de H1 au nucléosome?
Rend l’ADN plus compacte
Quel est le second niveau de compaction de l’ADN?
Fibres de 30 nm
Quels sont les 2 modèles de structures proposés pour la fibre de 30 nm?
- Modèle solénoïde
- Modèle en “zigzag”
Quelle est la grande différence entre les modèles solénoïde et en zigzag?
Dans le modèle solénoïde, l’ADN internucléosomique ne passe jamais à travers l’axe de la fibre, alors que dans le modèle zigzag oui
Qu’arrive-t-il en absence des queues N-terminales?
Les histones sont incapables de former les fibres de 30 nm
Quelles classes de protéines sont présentes dans la matrice nucléaire?
- Topoisomérase II
- Protéines SMC
